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专利号: 2022101877424
申请人: 浙江理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种基于NiCo2O4@Ni‑MOF@MnO2的丝素蛋白检测用柔性电容型免疫传感器,其特征在于制备方法包括以下步骤:

步骤1:丝素蛋白的提取:将蚕茧先在Na2CO3水溶液中煮沸,再冲洗去除丝胶蛋白;将所得的丝素蛋白纤维在干燥后溶解于氯化钙混合溶液中;经透析、离心、冷冻干燥和研磨后,得到丝素蛋白;

步骤2:碳布活化处理:将浓硫酸与浓硝酸均匀混合,然后将碳布加入到所得混合溶液中,再加入高锰酸钾进行反应;反应结束后,加水继续反应;然后清洗,干燥,获得活化的碳布,备用;

步骤3:手风琴状Ti3C2Tx粉末的制备:将LiF与HCl溶液混合,在冰水浴下搅拌,直到 LiF完全溶解;将Ti3AlC2加入到所得混合溶液中,搅拌,进行刻蚀反应;将所得黑色悬浮液用水离心洗涤,真空干燥,得到手风琴状Ti3C2Tx粉末,备用;

步骤4:CC/Ti3C2Tx电极的制备:将Ti3C2Tx粉末超声分散于水中;将活化的碳布放置于热台上,将所得Ti3C2Tx悬浮液以滴涂的方法逐滴加入到碳布表面;将所得CC‑Ti3C2Tx真空干燥,备用;

步骤5:NiCo2O4纳米线阵列的合成:将Ni(NO3)2·6H2O、Co(NO3)2·6H2O和CO(NH2)2搅拌溶解于水中,然后转移至高压釜中;将步骤4所得CC/Ti3C2Tx作为基质浸泡在所得溶液中,加热反应;将所得产物用水洗涤,然后在马弗炉中加热,取出;

步骤6:NiCo2O4@Ni‑MOF核/壳混合阵列的合成:将Ni(NO3)2·6H2O和对苯二甲酸分别溶解在N‑N二甲基甲酰胺中,在不断搅拌下,将Ni(NO3)2溶液滴加入对苯二甲酸溶液中;将所得混合溶液以及CC/Ti3C2Tx/NiCo2O4保存在100‑120℃的反应高压釜中;结束后反复冲洗,干燥,得到CC‑Ti3C2Tx‑NiCo2O4@Ni‑MOF电极;

步骤7:NiCo2O4@Ni‑MOF@MnO2的制备:将C4H6Mn O4•4H2O和Na2SO4溶于水中,搅拌后制得前驱体溶液;采用三电极体系,将前驱体溶液倒入电解池中,以Ag/AgCl为参比电极,Pt片为对电极,步骤6制备的电极为工作电极,插入至上述电解池中并充分浸润,在CC‑Ti3C2Tx‑NiCo2O4@Ni‑MOF电极上沉积MnO2;用水冲洗,干燥;

步骤8:Au‑MOFs@Ab2的制备:将2,5‑二氨基对苯二甲酸溶于N,N‑二甲基甲酰胺中,搅拌后,所得产物清洗,真空干燥,得到MOFs材料;然后加热搅拌,将MOFs材料和氯金酸溶液混合,超声分散,干燥,焙烧,得到粉末状的Au‑MOFs;最后向BSA溶液中加入Au‑MOFs和兔抗鼠抗丝素蛋白抗体Ab2,孵育后得到Au‑MOFs@Ab2;

步骤9:逐层自组装电容型免疫传感器:在室温下将多巴胺Tris‑HCl溶液滴到步骤7所得电极上以聚集聚多巴胺;用PBS缓冲液清洗,滴加步骤1所得丝素蛋白的CB液,使其与聚多巴胺静电结合,用PBS缓冲液清洗去除未结合的抗原后;用BSA溶液将电极封闭,以封闭电极表面可能存在的非特异性结合位点;随后用PBS缓冲液清洗,继续滴加鼠抗丝素蛋白抗体Ab1溶液,置于25‑35℃下50‑70 min,用PBS缓冲液清洗去除未固定的鼠抗丝素蛋白抗体Ab1,最后滴加步骤7所得Au‑MOFs@Ab2,置于25‑35℃中50‑70 min,用PBS缓冲液洗净未固定的Au‑MOFs@Ab2,即得到丝素蛋白检测用柔性电容型免疫传感器。

2. 如权利要求1所述的丝素蛋白检测用柔性电容型免疫传感器,其特征在于:步骤1具体包括:将1‑3 g家蚕茧在100‑120 ml 0.3‑0.7wt%的Na2CO3水溶液中煮沸30‑40 min,然后用蒸馏水冲洗3‑5次,以完全去除丝胶蛋白;将丝素蛋白纤维在50‑60℃下干燥24‑30 h;将干燥的丝素蛋白纤维在96‑100℃的80‑120 ml氯化钙混合溶液中溶解1.5‑2 h;使用截留分子量为8000‑10000的纤维素透析袋对溶解后的混合溶液进行透析10‑15次,每隔3‑4 h更换一次蒸馏水;然后以6000‑8000 r/min进行离心处理,取上清液冷冻干燥2‑3天,研磨,得到丝素蛋白;所述氯化钙混合溶液中氯化钙,乙醇和蒸馏水的摩尔比为1:(1.5‑2.5):(7‑8)。

3. 如权利要求1所述的丝素蛋白检测用柔性电容型免疫传感器,其特征在于:步骤2具体包括:按体积比1.5‑2.5:1将浓硫酸与浓硝酸均匀混合,然后将碳布加入到所得混合溶液中,再加入1.8‑2 g高锰酸钾,在40‑50℃下反应2‑4h;反应结束后,加50‑60 ml水继续反应

2‑3 h;然后用乙醇、水依次超声清洗5‑10 min,干燥,获得活化的碳布,备用。

4. 如权利要求1所述的丝素蛋白检测用柔性电容型免疫传感器,其特征在于:步骤3具体包括:将3.2g LiF与35‑40 ml 9 M的HCl溶液混合,在冰水浴下搅拌10‑15 min,直到 LiF完全溶解;将1‑1.5g Ti3AlC2缓慢加入到所得混合溶液中,调节反应温度至40‑50℃,在搅拌下充分刻蚀反应24‑28 h;反应结束后,将所得黑色悬浮液用超纯水离心洗涤,直到溶液的pH>6;将产物在50‑60℃下真空干燥8‑10 h,得到手风琴状Ti3C2Tx粉末,备用。

5. 如权利要求1所述的丝素蛋白检测用柔性电容型免疫传感器,其特征在于:步骤4具体包括:将80‑120 mg Ti3C2Tx粉末超声分散于20 ml水中;将步骤2活化的碳布放置于90‑

100℃的热台上,将所得Ti3C2Tx悬浮液以滴涂的方法逐滴加入到碳布表面,直到碳布的负载量达到1‑3mg;将所得CC‑Ti3C2Tx在50‑60℃下真空干燥10‑15h,备用。

6. 如权利要求1所述的丝素蛋白检测用柔性电容型免疫传感器,其特征在于:步骤5具体包括:将0.25‑0.35 g Ni(NO3)2·6H2O、0.55‑0.65 g Co(NO3)2·6H2O和0.70‑0.75 g CO(NH2)2搅拌溶解于70‑80 ml水中,然后转移至特氟隆内衬不锈钢高压釜中;将步骤4所得CC/Ti3C2Tx作为基质浸泡在所得溶液中,在110‑120℃下持续加热5‑6 h;将所得产物用水洗涤

3‑5次,然后在300‑350℃的马弗炉中加热2‑2.5 h,取出。

7. 如权利要求1所述的丝素蛋白检测用柔性电容型免疫传感器,其特征在于:步骤6具体包括:将0.14‑0.18g Ni(NO3)2·6H2O和0.03‑0.04 g对苯二甲酸分别溶解在20‑25 ml N‑N二甲基甲酰胺中,在不断搅拌下,以0.2‑0.4 ml/min的速率将Ni(NO3)2溶液滴加入对苯二甲酸溶液中;将所得混合溶液以及ITO/ZnO@NiCo2O4器件保存在100‑120℃的反应高压釜中

3‑24 h;结束后用乙醇和DMF反复冲洗4‑6次,最后在60‑80℃下干燥过夜,得到CC‑Ti3C2Tx‑NiCo2O4@Ni‑MOF电极。

8. 如权利要求1所述的丝素蛋白检测用柔性电容型免疫传感器,其特征在于:步骤7具体包括:将4.8‑5.0g C4H6Mn O4•4H2O和2.5‑3.0g Na2SO4溶于180‑200 ml水中,搅拌10‑20 min后制得前驱体溶液;采用三电极体系,将前驱体溶液倒入电解池中,以Ag/AgCl为参比电极,Pt片为对电极,步骤6制备的电极为工作电极,插入至上述电解池中并充分浸润;设置沉积电位为0.8‑1.0V,沉积时间为600‑1800s;在CC‑Ti3C2Tx‑NiCo2O4@Ni‑MOF电极上沉积MnO2;

用水冲洗,干燥。

9. 如权利要求1所述的丝素蛋白检测用柔性电容型免疫传感器,其特征在于:步骤8具体包括:称取1.4‑2.8mmol 2,5‑二氨基对苯二甲酸溶于25‑35 ml的N,N‑二甲基甲酰胺中,搅拌1‑2h后,所得产物依次用无水乙醇和N,N‑二甲基甲酰胺清洗,真空干燥,得到MOFs材料;然后在70‑80℃搅拌下,将MOFs材料和氯金酸溶液混合,超声分散,干燥后焙烧,得到粉末状的Au‑MOFs;最后向18‑22 ml 0.01 g/ml的BSA溶液中加入Au‑MOFs和8‑12ul 兔抗鼠抗丝素蛋白抗体Ab2,置于25‑35℃保温箱孵育0.5‑1.5 h,得到Au‑MOFs@Ab2。

10. 如权利要求1所述的丝素蛋白检测用柔性电容型免疫传感器,其特征在于:步骤9‑1

具体包括:在室温下将10‑20 µL 2‑4mg mL 多巴胺Tris‑HCl溶液滴到步骤7所得电极上1‑

1.5 h以聚集聚多巴胺;用PBS缓冲液清洗,滴加10‑20 ul 1ul/ml步骤1所得丝素蛋白的CB液,使其与聚多巴胺静电结合,用PBS缓冲液清洗去除未结合的抗原后;用10‑20ul的0.8‑

1.2wt%的BSA溶液将电极封闭25‑35 min,以封闭电极表面可能存在的非特异性结合位点;

随后用PBS缓冲液清洗,继续滴加10‑20ul 1ul/ml鼠抗丝素蛋白抗体Ab1溶液,置于25‑35℃下50‑70 min,用PBS缓冲液清洗去除未固定的鼠抗丝素蛋白抗体Ab1,最后滴加10‑20 ul步骤7所得Au‑MOFs@Ab2,置于25‑35℃中50‑70 min,用PBS缓冲液洗净未固定的Au‑MOFs@Ab2,即得到丝素蛋白检测用柔性电容型免疫传感器。